基于成本-效益准则的高层RC框架结构优化设计(Ⅰ)——方法

成本-效益准则是基于性能的抗震设计的重要原则,该准则在设计中除了考虑技术要素外,还考虑经济、社会等诸多因素,它所追求的设计目标为结构在其寿命周期内的总造价最小。因此,结构全寿命造价评估是基于性能的抗震设计的基本问题。在已有全寿命造价优化模型的基础上,提出了三目标函数全寿命造价优化模型。与已有的全寿命造价模型相比,该模型除考虑结构初始造价、损失期望外,还考虑了反映结构设计与施工复杂性的构件截面类型数量;另外,还将结构在其运行期间的检查、维护费用及由于优化导致建筑使用面积变化所引起的租金收益影响也列入到结构全寿命造价中。最后,基于所提出的优化模型,给出了以多目标遗传算法为搜索引擎、运用MATLAB语言开发的高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序流程图。

高层RC框架结构基于成本-效益准则的优化设计研究(Ⅱ)——应用

根据作者先前提出的优化模型及基于成本-效益准则的优化设计流程,以多目标遗传算法为搜索引擎,运用MATLAB语言开发了高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序。研究结果表明,程序所产生的设计方案具有多样性、可选择性、业主主动参与性及可依靠经验等特点。

配有铅-磁流变阻尼器的高层RC框架结构非线性动力分析

为研究铅-磁流变阻尼器对高层RC框架结构的减震效果,基于框架结构的弹塑性杆模型,采用数值模拟方法对未装和安装铅-磁流变阻尼器的高层RC框架结构（12层）进行了非线性动力分析。结果表明：在El Centro波、Taft波和人工波作用下,有控结构顶层边节点的最大水平位移比未控结构分别减小47.9%、40.8%和40.8%,有控结构顶层边节点的最大水平加速度与未控结构相差不大;与未控结构相比,铅-磁流变阻尼器受控结构各层的最大水平位移均明显减小,各层的最大水平加速度变化不大;在El Centro波作用下,未控结构的屈服点分布在2～5层柱端,有控结构没有屈服点,在Taft波作用下,未控结构屈服点分布在2～4层梁端和1～8层柱端,有控结构仅在2～6层柱端有屈服点,在人工波作用下,未控结构的屈服点分布在2～3层梁端和2～6层柱端,有控结构仅在2～5层柱端有屈服点,说明铅-磁流变阻尼器可以控制高层RC结构的损伤发展过程、延缓结构的整体倒塌。

不规则消能减震结构的地震反应分析

本文运用有限元软件SAP2000,对不规则高层RC框架结构进行地震反应分析,分别计算原结构和布置粘弹性阻尼器的消能减展结构的自振周期、总位移、层间位移等,并进行对比分析。计算表明,消能减震结构在地震作用下总位移明显小于原结构的总位移,总位移降幅在50%-60%,层间剪力降幅在20%左右,从而达到明显的消能减震效果。